C#基礎(chǔ)之泛型
1.泛型的本質(zhì)
泛型的好處不用多說,在.NET中我看到有很多技術(shù)都是以泛型為基礎(chǔ)的,不過因為不懂泛型而只能對那些技術(shù)一臉茫然。泛型主要用于集合類,最主要的原因是它不需要裝箱拆箱且類型安全,比如很常用的List<T>。對于List<T>我以后還想進(jìn)行深究,現(xiàn)在我寫了一個超簡版的MyList<T>集合,如下面第一段代碼所示。代碼很簡單,但在寫的過程中有一個細(xì)節(jié),如果我為listInt賦值string類型的變量時編譯器會提示報錯。編譯器很智能,但是從這個現(xiàn)象中你會不會好奇泛型中的T是在什么情況下指定的呢,是生成IL時還是JIT動態(tài)編譯時?老方法我將exe放入Reflector工具中,發(fā)現(xiàn)IL代碼中全是T,這說明在編譯時T僅僅只是一個占位符,真真的替換是在運(yùn)行時動態(tài)替換的??墒窃趯懛盒皖悤r代碼只有一份,那我為MyList創(chuàng)建int、string類型的對象時這個代碼是如何公用的呢?對于值類型集合比如listInt,由于最終需要替換T,那么肯定是有一份完整的代碼里面T被替換為int。對于引用類型,因為變量只是一個指向堆中的指針,因此代碼只有一份??偨Y(jié)起來就是值類型代碼有多份而引用類型代碼只有一份,另外編寫自定義泛型代碼時最好使用有意義的T,比如.net中常見的TResult表示返回值,這樣可讀性較好。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyList<int> listInt = new MyList<int>();
MyList<string> listString = new MyList<string>();
listInt.Add(24);
listInt[1] = 5;
listString[2] = "ha ha";
}
}
public class MyList<T>
{
T[] array;
int current = -1;
public MyList()
{
array = new T[10];
}
public void Add(T t)
{
current++;
if (current < 10)
array[current] = t;
}
public T this[int index]
{
get
{
return array[index];
}
set
{
array[index] = value;
}
}
}
2.泛型規(guī)范
這個很重要,主要包括約束和default。.NET是推薦我們開發(fā)者盡可能的多使用約束,因為約束越多越可以保證程序不會出錯。泛型約束由where指定,六種約束如下所示。這些約束可以單獨(dú)使用也可以一起使用,但也有不能一起使用的比如值類型與引用類型約束。關(guān)于default的作用我們可以思考這樣一個問題,如果在泛型類中我們需要初始化一個T變量。因為T既有可能是值類型也有可能是引用類型,所以不能直接用new或等于0。那如何判斷T是值類型還是引用類型呢?這里就要用到default,對于引用類型default(T)將返回null,對于數(shù)值類型default(T)將返回0。這里之所以寫數(shù)值類型是因為值類型還可能是結(jié)構(gòu)體,default會將結(jié)構(gòu)體中的成員初始化為0或null。還有一種特殊情況就是可空值類型,此時將返回Nullable<T>,這樣初始變量直接使用T t=default(T)就可以了。雖然泛型類給人帶來了神秘感,不過運(yùn)行時它的本質(zhì)就是一個普通的類,因此依舊具有類的特性比如繼承。這為我們開發(fā)者帶來了很多好處,比如我想要有一個int集合類,它除了有List<int>的功能外還有自定義的某些功能,這時候只需MyList : List<int>就可以得到想要的效果了,非常方便。
where T : struct 值類型約束,T必須為值類型。
where T:class 引用類型約束,T必須為引用類型。
where T:new() 構(gòu)造器約束,T必須擁有公共無參構(gòu)造函數(shù)且new()約束放在最后。
where T:U 裸類型約束,T必須是U或派生自U。
where T:BaseClass 基類約束,T必須為BaseClass類或其子類。
where T:Interface 接口約束,T必須為指定的接口或其實現(xiàn)接口。
3.反射創(chuàng)建泛型
和非泛型類一樣,利用反射可以在運(yùn)行時獲取關(guān)于泛型類的成員信息。在學(xué)習(xí)過程我沒想到竟然還可以使用反射創(chuàng)建泛型類,更神奇的是還可以在代碼里直接寫IL指令,代碼如下所示。流程上還是那個規(guī)則,創(chuàng)建程序集-模塊-類-字段和方法,其中最主要的就是Builder結(jié)尾的一系列方法。有一個不好理解的地方就是為方法添加方法體,正常的邏輯是直接調(diào)用ReturnType的有參構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建List<TName1>對象,可是在.NET里并沒有這樣的方法,注意這里ReturnType已經(jīng)是綁定了TName1的List對象而不是普通的List<T>。所以我們需要拿到List<T>這個類型的有參構(gòu)造函數(shù),它被封裝在cInfo對象里,然后再將我們的ReturnType和cInfo關(guān)聯(lián)起來得到List<TName1>的構(gòu)造函數(shù)。除了構(gòu)造函數(shù)中的T需要替換為TName1外,參數(shù)IEnumerable<T>中的T也要被替換為TName1,體現(xiàn)在代碼里是這一句ienumOf.MakeGenericType(TFromListOf),最后它將隨構(gòu)造函數(shù)一起與TName1進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在創(chuàng)建Hello方法我將它設(shè)置為靜態(tài)的,原本我是想設(shè)置為實例方法然后調(diào)試時去看看是否真的添加了這個方法,不過很奇怪我創(chuàng)建的實例o作為Invoke的參數(shù)總是報錯提示無法找到方法入口,監(jiān)視o發(fā)現(xiàn)里面根本沒有Hello方法,在靜態(tài)方法下調(diào)試也沒有從o里看到有關(guān)方法的信息,如果讀者你對此有自己的想法歡迎留言,如有錯誤還請指出。
public class BaseClass { }
public interface IInterfaceA { }
public interface IInterfaceB { }
//作為TName1的類型參數(shù)
public class ClassT1 { }
//作為TName2的類型參數(shù)
public class ClassT2 :BaseClass,IInterfaceA, IInterfaceB { }
public class ReflectionT
{
public void CreateGeneric()
{
//創(chuàng)建一個名為”ReflectionT“的動態(tài)程序集,這個程序集可以執(zhí)行和保存。
AppDomain myDomain = AppDomain.CurrentDomain;
AssemblyName assemblyName = new AssemblyName("ReflectionT");
AssemblyBuilder assemblyBuilder = myDomain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
//在這個程序集中創(chuàng)建一個與程序集名相同的模塊,接著創(chuàng)建一個類MyClass。
ModuleBuilder moudleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule(assemblyName.Name, assemblyName.Name + ".dll");
TypeBuilder myType = moudleBuilder.DefineType("MyClass", TypeAttributes.Public);
//創(chuàng)建類型參數(shù)名,將達(dá)到這樣的效果:public MyClass<TParam1,TParam2>
string[] tNames = { "TName1", "TName2" };
GenericTypeParameterBuilder[] gtps = myType.DefineGenericParameters(tNames);
GenericTypeParameterBuilder tName1 = gtps[0];
GenericTypeParameterBuilder tName2 = gtps[1];
//為泛型添加約束,TName1將會被添加構(gòu)造器約束和引用類型約束
tName1.SetGenericParameterAttributes(GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint | GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint);
//TName2達(dá)到的效果將是:where TName2:ValueType,IComparable,IEnumerable
Type baseType = typeof(BaseClass);
Type interfaceA = typeof(IInterfaceA);
Type interfaceB = typeof(IInterfaceA);
Type[] interfaceTypes = { interfaceA, interfaceB };
tName2.SetBaseTypeConstraint(baseType);
tName2.SetInterfaceConstraints(interfaceTypes);
/*為泛型類MyClass添加字段:
private string name;
public TName1 tField1;
*/
FieldBuilder fieldBuilder = myType.DefineField("name", typeof(string), FieldAttributes.Public);
FieldBuilder fieldBuilder2 = myType.DefineField("tField1", tName1, FieldAttributes.Public);
//為泛型類添加方法Hello
Type listType = typeof(List<>);
Type ReturnType = listType.MakeGenericType(tName1);
Type[] parameter = { tName1.MakeArrayType() };
MethodBuilder methodBuilder = myType.DefineMethod(
"Hello", //方法名
MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Static, //指定方法的屬性
ReturnType, //方法的放回類型
parameter); //方法的參數(shù)
//為方法添加方法體
Type ienumOf = typeof(IEnumerable<>);
Type TFromListOf = listType.GetGenericArguments()[0];
Type ienumOfT = ienumOf.MakeGenericType(TFromListOf);
Type[] ctorArgs = { ienumOfT };
ConstructorInfo cInfo = listType.GetConstructor(ctorArgs);
//最終的目的是要調(diào)用List<TName1>的構(gòu)造函數(shù) : new List<TName1>(IEnumerable<TName1>);
ConstructorInfo ctor = TypeBuilder.GetConstructor(ReturnType, cInfo);
//設(shè)置IL指令
ILGenerator msil = methodBuilder.GetILGenerator();
msil.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
msil.Emit(OpCodes.Newobj, ctor);
msil.Emit(OpCodes.Ret);
//創(chuàng)建并保存程序集
Type finished = myType.CreateType();
assemblyBuilder.Save(assemblyName.Name + ".dll");
//創(chuàng)建這個MyClass這個類
Type[] typeArgs = { typeof(ClassT1), typeof(ClassT2) };
Type constructed = finished.MakeGenericType(typeArgs);
object o = Activator.CreateInstance(constructed);
MethodInfo mi = constructed.GetMethod("Hello");
ClassT1[] inputParameter = { new ClassT1(), new ClassT1() };
object[] arguments = { inputParameter };
List<ClassT1> listResult = (List<ClassT1>)mi.Invoke(null, arguments);
//查看返回結(jié)果中的數(shù)量和完全限定名
Console.WriteLine(listResult.Count);
Console.WriteLine(listResult[0].GetType().FullName);
//查看類型參數(shù)以及約束
foreach (Type t in finished.GetGenericArguments())
{
Console.WriteLine(t.ToString());
foreach (Type c in t.GetGenericParameterConstraints())
{
Console.WriteLine(" "+c.ToString());
}
}
}
}
4.泛型中的out和in
在VS查看IEnumerable<T>的定義時會看到在T前面有一個out,與其對應(yīng)的還有一個in。這就是.NET中的協(xié)變與逆變,剛開始筆者對于這2個概念很暈,主要以下4個疑惑,我想如果你解決了的話應(yīng)該也會有更進(jìn)一步的認(rèn)識。
1.為什么需要協(xié)變和逆變,協(xié)變與逆變有什么效果?
2.為什么有了協(xié)變與逆變就可以類型安全的進(jìn)行轉(zhuǎn)換,不加out和in就不可以轉(zhuǎn)換?
3.使用協(xié)變和逆變需要注意什么?
4.協(xié)變與逆變?yōu)槭裁粗荒苡糜诮涌诤臀校?br />
下面第一段代碼解決了第一個問題。對于第二個問題請看第二段代碼,里面對無out、in的泛型為什么不安全講得很清楚,從中我們要注意到如果要當(dāng)進(jìn)行協(xié)變時Function2是完全ok的,當(dāng)進(jìn)行逆變時Function1又是完全ok的。所以加out只是讓開發(fā)者在代碼里無法使用in的功能,加in則是讓開發(fā)者無法使用out的功能。讀者可以自己動手試試,在out T的情況下作為輸入?yún)?shù)將會報錯,同樣將in T作為返回參數(shù)也會報錯,且VS報錯時會直接告訴你這樣只能在協(xié)變或逆變情況下使用。也就是說加了out后,只有Function2能夠編譯通過,這樣o=str將不會受Function1的影響而不安全;加了in后,只有Function1能夠編譯通過,這樣str=o將不會受Function2的影響而不安全。使用out和in要注意它們只能用于接口和委托,且不能作用于值類型。out用于屬性時只能用于只讀屬性,in則是只寫屬性,進(jìn)行協(xié)變和逆變時這2個類型參數(shù)必須要有繼承關(guān)系,現(xiàn)在為什么不能用于值類型你應(yīng)該懂了吧。對于第四個疑惑我沒有找到一個完全正確的答案,只是發(fā)現(xiàn)了我認(rèn)同的想法。接口和委托,有什么共同點(diǎn)?顯然就是方法,在接口或委托中聲明的T都將用于方法且只能用于方法,由上面的討論可知協(xié)變和逆變這種情況正是適用于方法這樣的成員。對于在抽象類中不可以使用的原因,或許微軟是覺得在抽象類中再搞一個僅限于方法的限制太麻煩了吧。
public interface INone<T> { }
public interface IOut<out T> { }
public interface IIn<in T> { }
public class MyClass<T> : INone<T>, IOut<T>, IIn<T> { }
void hh()
{
INone<object> oBase1 = new MyClass<object>();
INone<string> o1 = new MyClass<string>();
//下面兩句都無法編譯通過
//o1 = oBase1;
//oBase1 = o1;
//為了能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)換,于是出現(xiàn)了協(xié)變與逆變
IOut<object> oBase2 = new MyClass<object>();
IOut<string> o2 = new MyClass<string>();
//o2 = oBase2; 編譯不通過
//有了out關(guān)鍵字的話,就可以實現(xiàn)從IOut<string>到IOut<object>的轉(zhuǎn)換-往父類轉(zhuǎn)換
oBase2 = o2;
IIn<object> oBase3 = new MyClass<object>();
IIn<string> o3 = new MyClass<string>();
//oBase3 = o3; 編譯不通過
//有了in關(guān)鍵字的話,就可以實現(xiàn)從IIn<object>到IOut<string>的轉(zhuǎn)換-往子類轉(zhuǎn)換
o3 = oBase3;
}
public interface INone<T>
{
void Function1(T tParam);
T Function2();
}
class MyClass<T> : INone<T>
{
public void Function1(T tParam)
{
Console.WriteLine(tParam.ToString());
}
public T Function2()
{
T t = default(T);
return t;
}
}
class hhh
{
void fangyz()
{
INone<object> o = new MyClass<object>();
INone<string> str = new MyClass<string>();
//假設(shè)str能夠轉(zhuǎn)換為o
//o = str;
object o1=new object();
//這樣的話就是object類型向string類型轉(zhuǎn)換了,類型不安全
o.Function1(o1);
//這樣則是string類型向object類型轉(zhuǎn)換了,注意這樣是ok的,沒什么問題
object o2=o.Function2();
//假設(shè)str能夠轉(zhuǎn)換為o
//str=o;
//string對象將轉(zhuǎn)變?yōu)閛bject,這樣沒問題
str.Function1("haha");
//這樣將是object向string類型的轉(zhuǎn)換,類型不安全。
string o3=str.Function2();
}
}
以上所述是小編給大家介紹的C#基礎(chǔ)之泛型,希望對大家有所幫助,如果大家有任何疑問請給我留言,小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對我們網(wǎng)站的支持!
您可能感興趣的文章
- 01-10輕松學(xué)習(xí)C#的基礎(chǔ)入門
- 01-10C#開源的AOP框架--KingAOP基礎(chǔ)
- 01-10詳解C#中的泛型以及編程中使用泛型的優(yōu)點(diǎn)
- 01-10深入解析C#中的泛型類與泛型接口
- 01-10簡單學(xué)習(xí)C#中的泛型方法使用
- 01-10深入解析C#編程中泛型委托的使用
- 01-10C#進(jìn)階系列 WebApi身份認(rèn)證解決方案推薦:Basic基礎(chǔ)認(rèn)證
- 01-10C#中Dictionary泛型集合7種常見的用法
- 01-10C#基礎(chǔ)知識之new關(guān)鍵字介紹
- 01-10C#基礎(chǔ)知識之this關(guān)鍵字介紹


閱讀排行
本欄相關(guān)
- 01-10C#通過反射獲取當(dāng)前工程中所有窗體并
- 01-10關(guān)于ASP網(wǎng)頁無法打開的解決方案
- 01-10WinForm限制窗體不能移到屏幕外的方法
- 01-10WinForm繪制圓角的方法
- 01-10C#實現(xiàn)txt定位指定行完整實例
- 01-10WinForm實現(xiàn)仿視頻播放器左下角滾動新
- 01-10C#停止線程的方法
- 01-10C#實現(xiàn)清空回收站的方法
- 01-10C#通過重寫Panel改變邊框顏色與寬度的
- 01-10C#實現(xiàn)讀取注冊表監(jiān)控當(dāng)前操作系統(tǒng)已
隨機(jī)閱讀
- 01-11ajax實現(xiàn)頁面的局部加載
- 08-05織夢dedecms什么時候用欄目交叉功能?
- 01-10使用C語言求解撲克牌的順子及n個骰子
- 01-10SublimeText編譯C開發(fā)環(huán)境設(shè)置
- 08-05dedecms(織夢)副欄目數(shù)量限制代碼修改
- 08-05DEDE織夢data目錄下的sessions文件夾有什
- 01-10delphi制作wav文件的方法
- 01-10C#中split用法實例總結(jié)
- 04-02jquery與jsp,用jquery
- 01-11Mac OSX 打開原生自帶讀寫NTFS功能(圖文


